提取碳酸鋰的方法
2023-08-12 12:24:21 4
專利名稱：提取碳酸鋰的方法
技術領域：
本發明涉及一種提取碳酸鋰的方法，特別是從鋰雲母原料中提取碳酸鋰的方法。
背景技術：
碳酸鋰是一種重要的化工原料，隨著國家新能源發展規劃，鋰電新能源作為國家重點支持發展能源產業之一；而碳酸鋰作為鋰電新能源發展重要基礎原料，其生產和需求量越來越大，價格也越來越高。江西宜春鉭鈮鋰礦是目前亞洲最大的鉭鈮鋰礦，鉭鈮鋰資源豐富，鋰雲母中二氧化鋰含量達4. 5%，具有提取碳酸鋰資源優勢條件，且鋰雲母中含有鉀、銣、銫、鋁等多種有價值的金屬元素，綜合利用這些資源，可以大幅提高從鋰雲母中提取碳酸鋰的利用價值，從而大幅降低碳酸鋰生產成本。因此以鋰雲母為原料進行提取碳酸鋰具有較廣闊的市場前景， 及較好的經濟效益。目前碳酸鋰的製備方法從原料來看主要有固體礦和液體礦，液體礦主要是以鹽湖滷水為原料進行提取，這種方法由於原料成本低，易於提取，工藝已很成熟，但是由於滷水中鎂離子含量較高，其生產工業級碳酸鋰較容易，但如果生產電池級的碳酸鋰其生產成本亦較高。二是以礦石為原料，主要是以鋰雲母，鋰輝石為原料進行提取，目前的提取方法是硫酸法或硫酸鉀和石灰石煅燒結法，因石灰石煅燒法僅採用煅燒原料中雜質如氟難以去除淨，鋰回收率亦低，產品成本高，如中國專利號為ZL85101989《硫酸鉀法處理鋰雲母製取碳酸鋰工藝方法》即是將硫酸鉀和鋰雲母按配比混合後進行高溫焙燒，在930°C溫度焙燒2小時，然後對焙燒物料進行二段四級浸提工藝提取碳酸鋰產品，該方法工藝複雜，對環境也造成一定汙染；還有如中國專利申請號為201010001287. 1《一種從鋰雲母中提取鋰的方法》 其是以鋰雲母為原料，仍僅是採用鍛燒方式除氟提取工藝，氟去除不乾淨，後續處理困難， 鋰得率不高，因此生產成本高，設備投資大，產品的得率低。
發明內容
本發明的目的就是要提供一種提取碳酸鋰的方法，其以鋰雲母為原料， 採用煅燒、酸浸除氟，低溫提取工藝，工藝條件溫和，操作過程穩定，生產周期短，設備利用率高，生產成本低的方法。本發明以鋰雲母為原料，採用煅燒和酸浸相結合方法，包括煅燒、酸浸、過濾、冷凍、分離、濃縮、沉鋰，其特徵是，按如下步驟進行
1)煅燒除氟，先將鋰雲母粉置於迴轉爐中於840°c -860°c溫度下煅燒2-4小時，並將煅燒後的鋰雲母粉碎至250-400目；
2)酸浸出，將粉碎後的鋰雲母和濃度為10-30Wt%的硫酸溶液按固液比1:3-4混合反應3-6小時，得固、液混合溶液；
3)過濾除渣，將2)步固液混合溶液，用壓濾機過濾，去除濾渣，得濾液為母液1；
4)冷凍、分離，於母液1中加入氫氧化鋁，使溶液形成K+、Al3+的飽和溶液，將飽和溶液經冷凍、分離出鉀、鋁、銣、銫礬，經過濾得濾液，母液2 ；
5)沉鋰分離制產品，於母液2中加入液氨，控制溶液的Ph為3-4，然後過濾分離除渣， 並對濾渣進行洗滌過濾，回收濾液，於濾液中加入氫氧化鈣乳液，經中和、濃縮，得濃縮液， 於濃縮液中加入碳酸鈉溶液反應、過濾、分離，固體烘乾即為碳酸鋰產品，分離的濾液回收循環使用。本發明所述冷凍為二次冷凍即一次冷凍，是將母液1在攪拌下，降溫至_5 40°C，分離出固體銣、銫、鉀、鋁礬後，過濾分離，得分離濾液；再對分離濾液進行二次冷凍， 是將分離濾液在攪拌下降溫至-8 _30°C，控制溶液中濃度< 0. 2-0. 5g/L，過濾分離，用冷水充分洗滌濾渣，分離出固體鉀礬，濾液回收為母液2。所述的提取碳酸鋰的方法，優選5)步分離，是對固、液混合溶液檢測後，控制溶液中Fe3+、Mg2+、F_、Si4+、Ca2+離子的質量濃度彡0. 05%時進行過濾分離。本發明工藝步驟如下填料一煅燒、除氟，粉碎一酸浸一分離一排渣一冷凍一分離 —中和一分離一濃縮一過濾一沉鋰。本發明採用煅燒和低溫酸浸除氟方法從鋰雲母礦石中提取碳酸鋰新工藝，較現有純高溫焙燒法，具有工藝條件溫和，操作過程穩定，生產周期短，設備利用率高，碳酸鋰得率高，生產成本低，對環境影響小的生產方法。利用本發明方法生產的碳酸鋰經檢測純度達99. 5%以上，技術指標如表權利要求
1.一種提取碳酸鋰的方法，以鋰雲母為原料，採用煅燒和酸浸相結合方法，包括煅燒、 酸浸、過濾、冷凍、分離、濃縮、沉鋰，其特徵是，按如下步驟進行1)煅燒除氟，先將鋰雲母粉置於迴轉爐中於840°c-860°c溫度下煅燒2-4小時，並將煅燒後的鋰雲母粉碎至250-400目；2)酸浸出，將粉碎後的鋰雲母和濃度為10-30Wt%的硫酸溶液按固液比1:3-4混合反應3-6小時，得固、液混合溶液；3)過濾除渣，將2)步固液混合溶液，用壓濾機過濾，去除濾渣，得濾液為母液1；4)冷凍、分離，於母液1中加入氫氧化鋁，使溶液形成K+、Al3+的飽和溶液，將飽和溶液經冷凍、分離出鉀、銣、銫礬，經過濾得濾液，母液2 ；5)沉鋰分離制產品，於母液2中加入液氨，控制溶液的Ph為3-4，然後過濾分離除渣， 並對濾渣進行洗滌過濾，回收濾液，於濾液中加入氫氧化鈣乳液，經中和、濃縮，得濃縮液， 於濃縮液中加入碳酸鈉溶液反應、過濾、分離，固體烘乾即為碳酸鋰產品，分離的濾液回收循環使用。
2.依據權利要求1所述的提取碳酸鋰的方法，其特徵是所述冷凍為二次冷凍即一次冷凍，是將母液1在攪拌下，降溫至_5 40°C，分離出固體銣、銫、鉀礬後，過濾分離，得分離濾液；再對分離濾液進行二次冷凍，是將分離濾液在攪拌下降溫至_8 -30°C，控制溶液中濃度< 0. 2-0. 5g/L，過濾分離，洗滌濾渣，分離出固體鉀、銣、銫礬，濾液回收為母液2。
3.依據權利要求1所述的從鋰雲母中提取碳酸鋰的方法，其特徵是5)步分離，是對固、 液混合溶液檢測後，控制溶液中Fe3+、Mg2+、F_、Si4+、Ca2+離子的質量濃度< 0. 05%時進行過濾分離。
全文摘要
本發明公開了一種提取碳酸鋰的方法，其以鋰雲母為原料，採用1)煅燒除氟，先將鋰雲母粉置於迴轉爐中煅燒並粉碎；2)酸浸出,將粉碎後的鋰雲母用硫酸溶液，浸漬反應，3)過濾除渣,將上步固液混合溶液,去除濾渣,得母液1；4)冷凍、分離，於母液1中加入氫氧化鋁溶液經冷凍、分離出鉀、鋁、銣、銫礬，得母液2；5)沉鋰分離制產品，於母液2中加入液氨，然後過濾分離除渣，於濾液中加入氫氧化鈣乳液，經中和、濃縮，於濃縮液中加入碳酸鈉溶液反應、過濾、分離，固體烘乾即為碳酸鋰產品，分離的濾液回收循環使用。本發明採用煅燒、酸浸除氟，低溫提取工藝條件溫和，生產成本低。
文檔編號C01D15/08GK102295303SQ20111022544
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月8日 優先權日2011年8月8日
發明者張勇 申請人:江西本源新材料科技有限公司